Gevoelige op GSEM gebaseerde bionische luchtstroomsensor ontwikkeld

Het team van prof. Chen Tao van het Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) heeft een flexibele en zelfaanpassende luchtstroomsensor ontwikkeld die mogelijk wordt gemaakt door een bio-geïnspireerd dun membraan, dat wordt gemedieerd door het omkeerbare microveereffect . De studie is gepubliceerd in Geavanceerde functionele materialen.

Luchtstroomsensoren op basis van een mechanisch vervormingsmechanisme hebben steeds meer aandacht getrokken dankzij hun uitstekende flexibiliteit en gevoeligheid. Het vervaardigen van zeer gevoelige en zelfaanpassende luchtstroomsensoren via gemakkelijke en controleerbare methoden blijft echter een uitdaging.

Geïnspireerd door het vleugelmembraan van de vleermuis dat een unieke luchtstroomdetectiecapaciteit vertoont, hebben onderzoekers van NIMTE grafeen / enkelwandige nanobuisjes (SWNT’s) – Ecoflex-membraan (GSEM) gemaakt, dat willekeurig kan worden overgebracht en vervolgens kan worden aangepast aan diverse platte / bochtige en gladde / grof oppervlak.

Dankzij het omkeerbare microveereffect hebben onderzoekers een zeer gevoelige en zelfaanpassende op GSEM gebaseerde luchtstroomsensor ontwikkeld.

Toen luchtstroom werd toegepast, leidde de microschaalvervorming van tussenlaagse SWNT’s tot een aanzienlijke variatie van contactweerstand, waardoor de ontwikkelde op GSEM gebaseerde luchtstroomsensor superieure eigenschappen kreeg, waaronder de ultralage detectielimiet voor de luchtstroomsnelheid (0,0176 m s-1), snelle responstijd (~ 1,04 s) en hersteltijd (~ 1,28 s).

Als proof of concept kan de op GSEM gebaseerde luchtstroomsensor worden gebruikt om contactloze manipulatie te realiseren. Via een drempelcontrole werd het toegepast op een slim raamsysteem om het intelligente open- en sluitgedrag met succes te realiseren.

Bovendien ontwierpen onderzoekers een reeks luchtstroomsensoren om de grootte en ruimtelijke verdeling van de toegepaste luchtstroomstimulus te differentiëren. De op GSEM gebaseerde luchtstroomsensor is geïntegreerd in een draadloos voertuigmodelsysteem en kan de stroomsnelheidsinformatie gevoelig vastleggen om realtime manipulatie van de bewegingsrichting te realiseren.

Dit op microspring-effect gebaseerde luchtstroomdetectiesysteem vertoont een groot potentieel op het gebied van draagbare elektronica en contactloze intelligente manipulatie.